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高教实验产品系列
THXMR-5F 型 复杂体系双塔精馏研发装置

产品类别:化工原理系列

产品简介

一、基本技术参数

1.输入电源:单相三线制AC220V±10%50Hz;

2.工作环境:室温相对湿度<85%(25℃)海拔<4000m;

3.装置容量:<2kVA;

4.工艺装置外形尺寸:700mm×900mm×2000mm (长×宽×高);

电气装置外形尺寸:600mm×600mm×1080mm(长×宽×高);

5.安全保护:具有漏电保护装置,安全符合国家标准; 

6.通过‌模块化设计‌与‌高精度测控系统‌,处理复杂体系的实验研究和工艺优化,将复杂体系的分离过程转化为可量化、可复现的研发平台,通过预精馏塔和主精馏塔的协同操作实现高效分离,显著缩短实验室到工业化的转化周期,可用于教师研究和学生培训;

7.基于数字孪生的智能装备,深度融入智能制造技术‌(AI优化),可进行从‌传感层到决策层‌的智能控制系统全栈技术演练,培养‌预测性维护思维‌,从“被动检修”转向“主动健康管理”,通过虚实结合,大幅降低安全风险与设备损耗,‌缩短理论到工业实践的差距。

二、基本配置

序号

名称

型号与规格

数量

1

装置框架

外形尺寸:700mm×900mm×2000mm (长×宽×高);采用弧形工业铝型材搭建而成,型材规格40×40(mm),底部安装有可移动式带刹车脚轮

1台

2

1#精馏塔下段

高透明玻璃材质,塔径φ40mm,采用垂直分段式筛板设计,外部连接为螺纹口,塔板数8块

2台

3

1#精馏塔中段

高透明玻璃材质,塔径φ40mm,外部连接为螺纹口,设置储液罐,物料口,外部连接为螺纹口

1台

4

1#精馏塔上段

高硼硅透明玻璃材质,塔径φ40mm,采用垂直分段式筛板设计,外部连接为螺纹口,塔板数4块

2台

5

2#精馏塔下段

高透明玻璃材质,塔径φ40mm,采用垂直分段式筛板设计,外部连接为螺纹口,塔板数8块

1台

6

2#精馏塔中段

高透明玻璃材质,塔径φ40mm,外部连接为螺纹口,设置储液罐,物料口。

2台

7

2#精馏塔上段

高透明玻璃材质,塔径φ40mm,采用垂直分段式筛板设计,外部连接为螺纹口,塔板数4块

1台

8

精密精馏塔头

高透明玻璃材质,电磁漏斗式分馏头带取样功能,采用夹套和蛇形双重冷凝管冷却,带油水分相器结构,摆锤式回流塔头;含通大气玻璃弯头,温度检测仪表安装接口等配件

3台

9

5口塔釜

高透明玻璃材质,容积:0.5L,塔釜设有温度、压力检测

3台

10

加热器

外置半球型内热式调温加热套,采用无碱纤维玻璃绝缘层。电压:220V,功率:500W,加热功率可调

2台

11

接收罐

高透明玻璃材质,容积:0.5L

2台

12

强制预热器

304不锈钢材质,内置电加热式,功率连续可调。装有温度、液位检测仪表,防干烧功能;电压:220V,功率:500W

1台

13

回流比控制器

采用高精度自动化控制系统,可进行设置。控制方式:继电器,单触点控制;供电:AC220V,计时精度:0.01%;比例范围:1~99:99~1秒内可调

4台

14

电磁铁

供电:AC220V,控制回流、采出

6台

15

热电阻

Pt100,探头材质:304不锈钢,精度:A级

8台

16

压力传感器

测量范围:0~100kPa,精度:0.5%,输出信号:4~20mA

4台

17

1#物料泵

具有定时测试、内控、外控模式;供电:AC220V,速度控制:4~20mA,配RS485接口和PWM控制功能,流量范围0.27~40mL/min

1台

18

2#物料泵

具有定时测试、内控、外控模式;供电:AC220V,速度控制:4~20mA,配RS485接口和PWM控制功能,流量范围0.27~40mL/min

1台

19

3#物料泵

具有定时测试、内控、外控模式;供电:AC220V,速度控制:4~20mA,配RS485接口和PWM控制功能,流量范围0.27~40mL/min

1台

20

4#物料泵

流量范围:0~0.28L/min;功率:120W,支持电机正反转切换

1台

21

5#物料泵

流量范围:0~0.28L/min;功率:120W,支持电机正反转切换

1台

22

原料罐

高透明玻璃材质,容积:1L

1台

23

产品罐

高透明玻璃材质,容积:1L

1台

24

连接件

φ8mm管路连接器夹子

2套

25

监控柜

外形尺寸:600mm×600mm×1080mm(长×宽×高);钢制喷塑材质,带轮子方便移动,采用深咖啡色喷塑处理工艺,设有电源控制开关、急停按钮等器件

1台

26

电源连接器

防水电源工业插头插座连接器,3芯16A,AC220V

1台

27

可编程控制器

12个数字量输入点(DC24V)、8个继电器输出点;1个以太网口(支持S7协议),1个RS485接口(支持Modbus-RTU/PPI/USS),配有扩展模块模拟量输入模块与模拟量输出模块,I/O点数按工艺需求配置

1台

28

工业触摸屏

屏幕规格10寸,处理器:Cortex-A84核1GHz,内存512M,系统存储1G;串行接口:C0M1(232),COM2(485),COM3(485);USB接口:l×Host;以太网口:1×10/100MS。符合CE/FCC认证标准,前面板符合IP65防护等级,工业三级电磁兼容

1台

29

工业以太网交换机

导轨式,5个10/100M自适应RJ45端口

1台

30

可控硅调压模块

单相AC220V,支持4~20mA、0~5VDC、0~10VDC、1~5VDC、0~10mA等输入自动控制模式,也可用手动控制。输入调节范围宽,输出调节精度高,抗干扰能力强

3个

31

温度变送器

Pt100信号,精度:0.5%,输出信号:4~20mA

8台

32

数字生产管控系统

建立数字化智能生产管控系统,包括物料管理、工艺流程模拟、实时数据监控、设备属性查询、设备实时联动可视化、设备健康管理、能源管理等,实现生产智能化管控。建立运行监控、预报警、调度指令、物料平衡等模型,对装置、公用工程管网等生产运行状态进行模拟和预测,提升了调度指令的准确性,强化了异常管理的在线闭环,降低了生产指挥人员的劳动强度,实现生产可视化动态监管,按照实际物理位置进行可视化组态,通过“一张图”实现运行总览,调度人员可以对异常实现快速定位,同时可查询工艺信息、罐存液位变化趋势、罐属性等数据信息。

(1)物料管理:包括产品管理、装置管理等,为生产计划排产提供基础性数据;

(2)工艺流程模拟:数字孪生工厂真实还原现实物理生产线,并模拟生产过程。通过对各个生产工艺的工艺流程、设备生产关键动作进行模拟,同时针对不同的工序进行深度开发,将生产数据与三维模型设备进行融合,实现三维模型设备与现实物理生产设备的联动和控制;对基础控制回路进行优化提升为多变量智能控制,PID控制智能诊断,解决生产装置中多变量、非线性、强耦合、纯滞后、多约束和多目标调控等难题,实现全装置控制回路精准控制,大幅提升装置平稳性,降低操作强度切实提升装置智能安全优化控制水平,实现生产装置“有人值守、无人驾驶”。

(3)实时数据监控:将传感器实时回传的检测数据从数据库中读取,实时展示在三维场景的设备工位和传感器上方,实时监控设备运行状态等,遇到超出预设值时进行警告提醒。用户通过此功能可以调阅整个数字孪生工厂的生产情况,设备安装变更情况等在三维场景中真实反映和表现。

(4)设备属性查询:数字孪生工厂实现所有独立设备与架式设备的三维建模,在系统场景中通过点击各种对象查询其属性,可以快速对数字孪生工厂系统的重要设备的运行状态以及相关历史属性进行查询,了解数字孪生工厂的运行状态;

(5)设备实时联动可视化:数据采集设备实时采集对应设备运行参数,将采集到的设备运行参数推送至平台,将物理对象与虚拟对象进行映射,实现仿真软件中模型状态实时更新数据同真实设备运动一致,真正监控到智能工厂的真实运行情况;

(6)能源管理:实现各类能源(水、电能等)的实时监测、预警、统计与分析,可对关键用能设备进行能耗分析;智慧用电在线监控装置是针对0.4kV以下的TT、TN系统设计的智能电力装置,具有全面的单、三相交流电测量、四象限电能计量、谐波分析、遥信输入、遥信输岀功能,以及RS485通讯或wifi功能,通过对配电回路的剩余电流、导线温度等火灾危险参数实施监控和管理。

(5)设备健康管理:包括设备基础信息、设备维保、设备检修、设备状态监测(核心设备的故障诊断与健康监测)等全生命周期管理。以设备为对象,建立动、静、电、仪的数据、资产、分析等模型,实现设备的状态、介质、工艺等相关信息的集中查询和展示,异常报警和推送,实现了设备智能化管理的“三示”和“三控”。建立关键机组诊断中心,对故障自动给出诊断结论和建议措施,通过常规报警、智能动态阈值报警、智能快变报警等多种方式,实现关键机组预知性维修与闭环管理。

1套

33

双塔精馏数字安全智能管控系统

1.边缘采集模块:包含温度传感器、压力变送器无线终端,实时采集塔釜温度、加热功率等关键参数,为后台分析构建提供原始数据。

2.自动调节与保护模块

支持手动/自动无扰切换,并内置安全联锁机制,边缘控制器要求:

(1)网口:标准10M/100M,MDI/MDIX自切换,数量1×WAN/LAN+1×LAN;

(2)WiFi:支持IEEE 802.11b/g/n/ac/ax,2.4GHz,支持IEEE 802.11a/n/ac/ax,5.8GHz;

(3)通信链路:2路,支持TCP/UDP/HTTP/MQTT协议,支持SSL加密;

(4)通讯协议:Modbus RTU/TCP,OPC UA,Bacnet;

(5)支持图形化二次开发编程;

(6)防火墙:端口过滤,端口映射,端口转发,DMZ;

(7)输入输出点数:8个数字量输入点、12个继电器输出点;

3.智能分析与预警模块

整合精馏原理、设备规范、标准操作流程,定义各操作步骤;通过时序数据分析操作员的实际动作轨迹,识别违规操作,同时支持辅助操作者及时纠偏。

4.教学管理模块

支持多源信息展示于数字大屏,提供设备状态、报警日志、学情等可视化看板,支持与生产管理系统对接,复刻企业级生产管理流程,实现教学与产业接轨。

1套

34

数字智能物联感知系统

基于AI识别、大数据分析等技术,建立工服穿戴、安全帽穿戴、动火作业气瓶距离识别等违章视频分析模型,依托移动视频监控对各类场景实时采集和报警,对异常行为和场景进行违章行为分析,实现对直接作业无死角监控,遏制施工作业事故的发生,建设安全生产可视化物联平台,包括智能巡检模块、人员定位模块、智能视频模块:基于视频监控平台,进行安全行为分析,包括明火、烟雾、泄漏、人员聚集、抽烟、打电话等违规行为报警分析;重大危险源管理:监测仪表数据采集及报警分析。平台支持MQTT、MODBUS、OPC 等多种对接接口协议,支持实时数据接入、报警规则设置、报警推送策略设置,实现监测、报警、处置、记录等闭环管理

1套

35

运行过程智能管控系统

1.工艺过程:包含设备运行状态,带监控点数据的工艺流程;

2.过程仪表在线数据:包含仪表在线和历史数据、仪表位号、仪表的运行状态;

3.控制系统运行控制:带控制点的参数信息总貌;

4.过程报警联锁信息:报警状态进行闪烁,历史报警数据信息以报表形式进行呈现。

1套

36

冷站单元AI智控节能优化系统

以AI为核心,结合传感器感知与大数据分析,实现对冷站系统和加热系统的全局动态调控,在保障供冷需求的同时显著降低能耗,通过对水泵、风冷器的AI调控以及运维与管理平台,全局寻优策略,在实现整体节能的同时,提升设备寿命,减少故障。可实时查看所有设备运行状态,建立运维台账,大幅提升现场运维效率,减少运维工作量,降低安全隐患;控制运行参数支持回溯,可调取阶段数据参数用于分析,异常发现及工艺优化。‌AI智控技术通过深度学习与实时优化,让制冷系统从“被动响应”迈向“主动节能”‌。

1套

37

智能巡检系统

以各类震动、温度、有毒气体、可燃气体、火灾报警器等传感器为基础,利用无线物联网、大数据及AI技术,建立一套精馏生产设备智能巡检系统,该巡检系统须用于学校原有的精馏装置,支持升级与同步扩展,能提供包括不限于以下智能巡检的功能:

1.设备运行状态监控,能查看机泵实时波形频谱;

2.关键点温度;

3.精馏设备智能诊断,提前预警;

4.环境安全预警。

2套

 


 

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